El Fuego en la seguridad contraincendios

 El fuego

El fuego se puede definir como el desprendimiento de calor y luz que se produce por la combustión de un cuerpo. Ej.: la leña que arde en una chimenea, o el carbón en una barbacoa.

Entonces, ¿qué se entiende por incendio?

El incendio es el resultado de una reacción química entre un combustible y el oxígeno, que para su inicio precisa de un aporte de energía de activación o calor, que genera unos productos de combustión (humos, gases, residuos sólido) junto a muchos más calor que el precisado inicialmente. Cuando este calor generado se reinvierte en promover el desarrollo de nuevas reacciones químicas en cadena el proceso de combustión se hace incontrolado y mientras no se elimina alguno de los tres factores concurrentes que determinan la posibilidad del incendio, éste no se extinguirá.
Los tres factores: combustible, comburente (oxígeno al aire) y calor, son tres factores determinantes del riesgo de incendio. Existe un cuarto factor, que es la reacción en cadena, que no configura el fenómeno del incendio.

Elementos de un incendio

Combustible :

Es cualquier sustancia capaz de combinarse con un comburente en una reacción exotérmica, o dicho de otro modo, cualquier sustancia capaz de arder. Algunos ejemplos de combustibles son: Carbón, Monóxido de carbono, compuestos orgánicos, elementos químicos no metálicos (azufre, fósforo), elementos químicos metálicos (sodio, potasio).
Todos los combustibles arden o entran en combustión en fase gaseosa. Cuando el combustible es sólido o líquido es necesario un aporte previo de energía para pasar a dicha fase. La peligrosidad respecto a su ignición depende de una serie de variables.
-        Según la relación entre la cantidad de combustible y comburente: límites de inflamabilidad: se define como los límites extremos de concentración de un combustible en mezcla inflamable con un comburente. El límite superior de inflamabilidad (LSI) es la máxima concentración de vapores de combustible por encima de la cual no se produce la combustión, y el límite inferior de inflamabilidad (LII) es la mínima concentración de vapores de combustible por debajo de la cual no se produce la combustión.
-        Con respecto a la temperatura: puntos de inflamabilidad: existe una temperatura mínima a la cual el combustible emite suficientes vapores como para alcanzar en su entorno la concentración correspondiente al límite inferior de inflamabilidad. Esta temperatura se denomina punto inferior de


inflamabilidad o punto de inflamación. También existe una temperatura máxima por encima de la cual la emisión de vapor es demasiado alta, superando así el límite superior de inflamabilidad y la combustión no se produce por falta de oxígeno. Esta temperatura se llama punto máximo de inflamabilidad.
-        Con respecto a la energía de activación: temperatura de autoignición: es la temperatura mínima a la que debe calentarse un combustible en presencia de aire para que pueda producirse su combustión espontánea, sin el aporte de energía de activación o foco de ignición. Es básicamente una propiedad de los gases, pero se aplica también a líquidos, e incluso sólidos. La temperatura de autoignición de un combustible sólido está influida por los índices de circulación del aire de calentamiento o ventilación, y por las dimensiones y formas del sólido.

Los factores más importantes que contribuyen a la peligrosidad de un combustible una vez inflamado son:
-        Calor de combustión: es la cantidad de calor que puede emitirse por unidad de masa combustible, durante el proceso de combustión completa. Se mide en Megajulios por Kilogramo de combustible.
-        Reactividad: es mayor cuanto mayor sea la tendencia a combinarse dos elementos químicos. Se puede asociar con la liberación de calor.
-        Toxicidad de los productos de combustión: durante la combustión de algunos elementos se emiten humos y gases de gran poder tóxicos, dificultando las labores de evacuación y extinción.
-        Velocidad de combustión: es la cantidad de combustible consumida por unidad de tiempo en unas determinadas condiciones.
-        Velocidad de propagación de la llama: medida de la velocidad superficial de propagación de las llamas en un combustible e indica la capacidad de propagación de un fuego. Solo es aplicable a combustibles sólidos.

Comburente :

Aunque llamamos comburente a cualquier agente oxidante capaz de reaccionar con un combustible, en una reacción rápida y exotérmica, este término se suele aplicar a mezclas de gases en los cuales el oxígeno esté en proporción suficiente para que se inicie y desarrolle la combustión, saliendo el aire, que contiene un 21% en volumen de oxígeno, es el agente oxidante más común en todos los fuegos e incendios, aunque existen otros productos oxidantes cuya presencia también puede propiciar la combustión.
Algunos ejemplos de comburente son oxígeno, aire, peróxido de hidrógeno (agua oxigenada), halógenos (flúor, cloro), nitratos, cromatos, óxidos metálicos pesados (dióxido de manganeso, dióxido de plomo, etc.).

Energía de activación :

Como hemos visto anteriormente, es la energía mínima que necesitan los reactivos para que se inicie una reacción. Esta energía se aporta en la combustión por parte de las fuentes de ignición, pudiendo provocarse la misma si la magnitud e intensidad de su energía es suficiente para aumentar la temperatura en una zona de la masa combustible por encima de su punto de autoignición.

Las diferentes formas de aporte de energía se pueden agrupar en:
-        Llamas: masa gaseosa en combustión que se eleva desde los cuerpos que arden, siendo estos focos los más peligrosos, pues provocan siempre el inicio y favorecen el desarrollo del incendio.
-        Chispas: partículas encendidas de pequeñas dimensiones, que pueden surgir de un cuerpo en combustión o de una zona que haya alcanzado altas temperaturas por diferentes causas.
-        Superficies calientes: a diferencia de las chispas suelen tener temperatura no excesivamente alta, pero en cambio están dotadas de mayor energía.

Las principales fuentes de ignición se pueden clasificar según su origen:

-        Fuentes naturales: el sol, rayos.
-        Fuentes eléctricas: chispas, arcos eléctricos, cortocircuitos, cargas estáticas, sobrecargas, recalentamiento de aislamientos eléctricos y térmicos.
-        Llamas comunes: velas, hornos, quemadores.
-        Trabajo de soldadura y corte: llamas, conducción de calor, chispas, electrodos.
-        Fuentes mecánicas: chispas, rozamientos mecánicos, impactos.
-        Fuentes químicas: reacciones exotérmicas, fermentaciones, descomposiciones naturales, diluciones.
-        Material de fumadores: mecheros, cerillas, cigarrillos.

Reacciones en cadena :

De la energía desprendida en la reacción, parte es disipada al ambiente provocando los efectos térmicos derivados del incendio y el resto calienta a más productos reaccionantes aportando la energía de activación precisa para que el proceso continúe.
Si esta última energía no es suficiente el proceso se detiene, y si es superior a la necesaria el proceso se acelera.
Si dicha energía es igual o superior a la necesaria el proceso se “encadena”, desarrollándose en sucesivas etapas, mientras existan productos a reacción.
Cuando el proceso transcurre de esta forma, se dice que está verificando la reacción en cadena.
A nivel molecular, la energía de activación permite que los productos reaccionantes distiendan sus enlaces formándose partículas de gran actividad que reciben el nombre de radicales libres y que provocan la reordenación de átomos, grupos de átomos y partículas activas, dando lugar a los productos de reacción.
La presencia de radicales libres es, por tanto, inherente al proceso, siendo precisa su formación para que se desarrolle la reacción en cadena.
Tetraedro del fuego :
Para comprender cómo se genera el fuego, pensemos en una cerilla que se prende. Su cabeza es el combustible, el aire que lo rodea constituye el comburente (oxígeno del aire=elemento oxidante), mientras que la fricción que se produce al rasparlo inicia con su calor, la reacción química.
Es entonces cuando aparece la llama, que quema toda la cabeza, transmitiendo el fuego a la madera, que la sostiene.
Cuando lo soplo =elimino el comburente
Si le echo agua = elimino el calor.
Si corto la cerilla =elimino el combustible.
Para que se produzca el fuego, es necesario que existan tres elementos simultáneos:


                          
Pero para que el fuego se mantenga es preciso que la energía sea suficiente para mantener la reacción en cadena. En muchos tratados esta última condición se ha introducido como un factor más dando lugar al llamado TETRAEDRO DEL FUEGO.

Mecanismos de extinción
Basándose en el tetraedro del fuego, y recordando que las caras representan cada uno de los elementos básicos para que se produzca la extinción, se entiende que bastará con eliminar al menos una cara del tetraedro para romper el equilibrio y extinguir el fuego.
Según se actúe sobre unos u otros elementos de la reacción de combustión, representados en el susodicho tetraedro, existen distintos tipos de mecanismos de extinción.

Sobre el combustible:
-        Retirada de aporte o desalimentación: dado que el fuego es una combustión de aportación, una de las formas de eliminarlo es precisamente la retirada de dicho aporte. Como ejemplo podemos citar el corte de suministro de líquido o gas combustible cerrando una válvula de alimentación.


-       Dilución: se disminuye la concentración de combustible, con el fin de impedir que se aporte en cantidad suficiente para mantener la combustión. El nombre de este mecanismo de extinción viene dado por la forma de extinción que le corresponde aplicando agentes extintores, como el agua para diluir combustibles líquidos.

Sobre el comburente
-        Sofocación: se trata de interponer una barrera física entre el combustible, o los vapores que se desprenden, y el comburente evitando el contacto entre ambos. Por ejemplo utilizar una manta o toalla húmeda directamente al foco del fuego, ahogándolo así.
-        Inertización: disminuyendo la concentración o cantidad de comburente. Casi nunca se consigue la separación total entre combustible y comburente, sino que se genera una zona intermedia en la que el comburente se encuentra diluido, o se va consumiendo sin renovación.

Sobre el calor
-        Enfriamiento: El fuego se extingue por enfriamiento del combustible. Las moléculas del agente extintor absorben energía, que se transforma en aumento de su temperatura y/o cambio de estado, generalmente se produce la vaporización. También se puede producir la rotura de enlaces químicos entre sus átomos. La merma de dicha energía impide alcanzar la energía de activación de la reacción entre combustible y comburente o elimina la formación de vapores combustibles.

Sobre la reacción en cadena
-        Inhibición: el fuego se extingue por inhibición desactivando el enlace químico y por desactivación física interponiendo moléculas del agente entre los reactivos. Ambos efectos provocan la no continuidad de la reacción en cadena.

Agentes extintores
Llamamos agentes extintores a los productos destinados a apagar un fuego. Actúan mediante los mecanismos de extinción descritos en apartados anteriores. Para proceder a la extinción hay que elegir el agente extintor más adecuado en función de la naturaleza del fuego, su situación, presencia de otros equipos o materiales en las proximidades del mismo, disponibilidad de medios, etc., sabiendo que la aceptación del daño que puede producir el incendio es una alternativa posible y hasta frecuente en algunos tipos, en cuyo caso se permitirá la combustión del producto hasta que el incendio se agote.
Podemos realizar una clasificación de los agentes extintores de la siguiente forma:
-        Tradicionales: agua, espuma física, polvo químico seco, CO2, halón, agentes extintores especiales tipo D.
-        De nueva generación: agua nebulizada, CAFS, FM-200, FE-13, generadores de aerosol, INERGEN.

A continuación describiremos las características de los agentes extintores más utilizados:
-        Agua: es el agente extintor más utilizado:
o Actúa, según mecanismos de extinción, por enfriamiento y sofocación.
o Adecuado para fuegos de Clase A.
o No se puede utilizar en casos de incendios de metales, ya que reaccionan con ella, en presencia de tensión eléctrica, o combustibles de baja densidad.
o La mejor forma de aplicación es agua pulverizada (cuanto más pulverizada mejor), ya que no daña y absorbe más calor que aplicada en chorro.
-        Espuma física: se trata de una emulsión de producto espumógeno en agua, siendo su composición de espuma+agua+aire.
o Se basa en los mecanismos de extinción por sofocación y enfriamiento.


o Existen varios tipos de aplicación: Baja, Media y Alta Expansión.
o Es muy adecuado para fuegos de clases A y B.
o No se pude usar bajo tensión eléctrica, ni sobre metales ligeros, tal y como sucede con el agua.
-        Polvo químico seco: se compone de una mezcla de sales metálicas. Es el compuesto que se envasa en los extintores portátiles que todos conocemos.
o Los mecanismos de extinción por los que actúa son inhibición de la reacción en cadena y sofocación.
o Existen varios tipos: Normal (BC), Polivalente o antibrasa (A B C).
o Es adecuado para fuegos de Clase A, B y C.
o Hay que tomar precauciones en su aplicación, ya que contaminan alimentos y pueden dañar mecanismos delicados.
-        CO2: se trata de un gas inerte que, comprimido, se autopropulsa.
o Actúa según los mecanismos de extinción de sofocación y enfriamiento.
o Es adecuado para fuegos de clase B y C.
o No es tóxico, pero tampoco es respirable por el desplazamiento que realiza del oxígeno.
o No conduce la electricidad, por lo que es excelente para fuegos en presencia de tensión eléctrica.
-        Halones: son gases resultantes de la halogenación de hidrocarburos.
o El método de extinción es por inhibición de la reacción en cadena.
o Adecuado para fuegos clases B y C y superficiales de Clase A.
o Se trata de productos ligeramente tóxicos.
o Son agentes extintores limpios.
o Está restringido su uso desde la Convención de Montreal de 1990, y prohibida la producción desde enero de 1994, por lo que desde ese año se retiraron los que estaban en uso.
-        Especiales Clase D: se trata de agentes extintores específicos para sofocar fuegos de metales especiales ligeros, y según cada uno de ellos.



La llamada “Eficacia de un extintor” está determinada por un número, que cuanto más alto sea mayor será dicha eficacia (21, 34, 55, 89, 113, 144, 233…) seguido de una letra en mayúscula (A, B, C, D) que nos indica la clase de fuego para la que es adecuado su uso.
Además de estos agentes extintores, existen elementos que se utilizan en la extinción de incendios en condiciones específicas por diferentes causas: en algunas ocasiones, porque la magnitud del incendio hace necesario el empleo de medios extraordinarios; en otras, porque la extensión del incendio requeriría igualmente una dispersión del agente extintor que anularía su eficacia, por lo que se necesitarían agentes de menos efectividad específica, pero de mayor pertenencia; finalmente, hay caso en los que no se dispone de agentes específicos contra incendios y debe utilizarse aquel material que se encuentre a mano.
A continuación se describen de forma general algunos de estos elementos. No se incluyen los destinos a quemas o contrafuegos:
-        Mantas: se pueden distinguir dos tipos de mantas en lo que se refiere a la lucha contra incendios, las creadas específicamente para este uso (según norma UNE-EN 1869:1997, mantas ignífugas) y las que se pueden utilizar de forma ocasional para extinción de conatos de incendios. El mecanismo de extinción de las mantas es el de sofocación, creando una barrera física entre el material en combustión y el oxígeno del aire. Para logar cumplir este objetivo, la manta, sea del tipo que sea, debe tener ciertas cualidades que abarcan fundamentalmente tres aspectos a tener en cuenta:
-        El tamaño de la misma dependiendo de la magnitud del fuego.
-        Su estabilidad al fuego para que no se vea afectada seriamente por el fuego.
-        La estanqueidad al combustible y sus vapores.

Esto puede darse en fuegos con brasa, en fuegos de líquidos con llamas poco emisivas, y es especialmente peligroso cuando se combinan la presencia de brasas y la de líquidos inflamables en el mismo fuego.
-        Explosivos: se utilizan en la extinción de incendios de líquidos o gases combustibles cuando se dan una serie de circunstancias, que pueden ser: fugas, razones medioambientales, o la magnitud del incendio. También han sido utilizados en incendios forestales.
o El mecanismo de extinción puede considerarse como inertización y sofocación.
o Hay que tener una extrema precaución en la utilización de estos medios, debido a su peligrosidad.
-        Batefuegos: consisten en un conjunto formado por palas metálicas o de caucho resistente al fuego unidas a un cuerpo central y provistas de un mango.
o Puede considerarse como una reducción de la acción de los explosivos.
o Se utilizan fundamentalmente en fuegos forestales, aunque pueden ser efectivos también en conatos o zonas exteriores de incendios sólidos ordinarios de Clase A.
o El manejo es sencillo, golpeando la base de las llamas con las palas, de forma que se logra la sofocación.
o Las ramas, preferiblemente verdes, se pueden considerar también batefuegos.
-        Palas, hachas, azadas y arena: las palas pueden utilizarse en la lucha contra incendios de forma directa o indirecta, es decir, golpeando contra la base de las llamas (al igual que con el batefuegos), lanzando tierra sobre el material en llamas o para rascar brasas exteriores, retirar combustible no incendiado o cavar con el fin de obtener tierra para lanzarla o crear cortafuegos.

Las hachas y azadas se utilizan para realizar funciones de cortar, rascar y también cavar. La tierra y la arena son muy buenos agentes extintores que pueden encontrarse de forma ocasional en multitud de escenarios, donde el resto de los agentes se hallan ausentes. La tierra, en general puede utilizarse para confinar fuegos de clase A y charcos originados por derrame de líquidos inflamables. Si no se encuentra húmeda, se pueden utilizar en fuegos en presencia de tensión eléctrica, e incluso en fuegos de metales si está totalmente seca.
Estos últimos métodos son muy utilizados en incendios forestales.

Wikipedia

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